新建高速公路山體下方有村莊時(shí)的爆破安全防護(hù)技術(shù)

梁學(xué)

文章以巴馬至平果高速公路K82+400段路基爆破工程為依托，研究高處山體下方有村莊的安全爆破防護(hù)技術(shù)，提出高速公路附近有村莊時(shí)爆破施工的安全防護(hù)控制措施。

高處山體;村莊;爆破技術(shù);安全防護(hù)

U416.1+13A110393

0 引言

爆破施工是高速公路建設(shè)中常見(jiàn)的一道工序，當(dāng)施工過(guò)程中遇到巖石時(shí)，需要采用爆破施工法，將巖石破碎或震裂后挖除，并將破碎后的巖石運(yùn)輸?shù)铰坊咸钪蚣庸こ伤槭?。如果爆破山體下方有村莊時(shí)，飛石或滾石會(huì)對(duì)周圍民房造成影響，需要研究合適的爆破技術(shù)和安全的防護(hù)措施，以確保施工安全。

1 工程概況及爆破環(huán)境

依托工程為天峨（黔桂界）至北海高速公路（巴馬至平果段）K82+100～K82+420路段，爆破點(diǎn)位于平果市四塘鎮(zhèn)岜旗村琴花屯西南側(cè)附近山體，爆區(qū)長(zhǎng)度為320 m，山體最大高度為100 m，爆破方量約為100萬(wàn)m3。路基主線為南北走向。東北面山坡下最近點(diǎn)約120 m有村莊民房。山體上部區(qū)域高于征地施工紅線上方30 m，頂部寬度為4.5 m，長(zhǎng)度約為70 m，為石灰?guī)r，裂隙很發(fā)育，頂部浮石較多，山體上部南面為垂直面、北面傾斜度約為40°，紅線區(qū)域的厚度約為35 m。本爆破工程有以下幾個(gè)難點(diǎn)：（1）安全要求高，爆破的飛石、滾石和振動(dòng)不能危害到山體下方的民房;（2）工期要求短，工期緊湊，需在18個(gè)月內(nèi)完成;（3）質(zhì)量要求高，要求邊坡平順、面滑。

2 爆破設(shè)計(jì)原則[1]

對(duì)爆破環(huán)境進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)后，主要技術(shù)控制為采用爆破定向落石方式，在靠近民房的一側(cè)預(yù)留4 m的抵抗線，使石方的臨空面始終避開(kāi)民房的方向。為了安全起見(jiàn)，在山坡下方設(shè)一道防護(hù)溝和一道被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，作為兩道安全屏障。

2.1 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

針對(duì)山頂部浮石較多、滾石危害較易發(fā)生以及周邊有保護(hù)目標(biāo)民房的情況，針對(duì)征地紅線以上部分，使用弱爆破和中深孔爆破，不同鉆孔深度下的爆破參數(shù)值如下頁(yè)表1所示。

2.2 起爆方式及爆破網(wǎng)路

設(shè)計(jì)使用二號(hào)巖石乳化炸藥、數(shù)碼電子雷管，采用數(shù)碼電子雷管起爆網(wǎng)路，逐孔起爆，毫秒延期，每發(fā)雷管并聯(lián)接入母線，形成整個(gè)起爆網(wǎng)路。

起爆網(wǎng)路設(shè)計(jì)為工業(yè)數(shù)碼電子雷管起爆網(wǎng)路，采用并聯(lián)方式聯(lián)網(wǎng)，組網(wǎng)完成后，使用數(shù)碼電子雷管專用起爆器進(jìn)行起爆，采取微差起爆控制技術(shù)，每個(gè)孔裝12發(fā)雷管[2]。針對(duì)本次爆破特點(diǎn)，擬采用毫秒延期、逐孔起爆的延期方法，逐孔延期時(shí)間為50 ms，逐排延期時(shí)間為100 ms（具體根據(jù)爆破效果逐步優(yōu)化）。

2.3 安全防護(hù)設(shè)計(jì)

在征地紅線處設(shè)置第一道防護(hù)溝，溝深為2 m，寬度為4 m，堆土高度為2 m，擋土高度共4 m，作為擋滾石溝。此外，在山腳部分民房上方設(shè)置被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)。

3 爆破試驗(yàn)

爆破方案選定后，要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行爆破試驗(yàn)，其目的是驗(yàn)證既定爆破參數(shù)的合理性。爆破試驗(yàn)選擇在山體的西南面一個(gè)自然形成的平臺(tái)處，其地質(zhì)與山頂相類似，按照既定的參數(shù)爆破，爆破效果良好，無(wú)飛石塊，在民房附近使用測(cè)振儀進(jìn)行測(cè)振，振動(dòng)值最大值為1.2 cm/s，低于允許振動(dòng)最大值2.5 cm/s。

4 現(xiàn)場(chǎng)爆破施工

在施工前，首先要開(kāi)挖防護(hù)溝和安裝被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)。防護(hù)溝的選址可以在山體下征地紅線處，使用挖掘機(jī)開(kāi)挖一道底寬為4 m，擋土高度為4 m的防護(hù)溝，開(kāi)挖完畢進(jìn)行驗(yàn)收。每次爆破后，要及時(shí)清理落在防護(hù)溝的石塊，保證擋土高度。安裝被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)可以由專業(yè)的施工隊(duì)施工，采購(gòu)合格的被動(dòng)安全網(wǎng)進(jìn)行安裝。被動(dòng)安全網(wǎng)安裝的位置應(yīng)設(shè)在距離民房10 m的地方。被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)安裝完畢進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后方可爆破施工。

K82+400段路基爆破開(kāi)挖方式為從山體的西南面使用機(jī)械開(kāi)挖配合弱爆破法從山腳開(kāi)一條4 m寬的山路至山頂，作為炸材和機(jī)械設(shè)備運(yùn)輸通道。整座山體爆破開(kāi)挖自西南面向東北面逐層往下，爆破時(shí)主要控制點(diǎn)是東北面的巖石面，防止有爆破滾石落下。爆破前，使用挖掘機(jī)和液壓炮機(jī)對(duì)山頂表面松動(dòng)巖石進(jìn)行清理，清理完成后，才進(jìn)行爆破開(kāi)挖。

征地紅線以上山頂部分爆破時(shí)，要防止石塊因爆破臨空面落到民房一側(cè)，或因爆破時(shí)振動(dòng)石塊開(kāi)裂孤石滾落民房一側(cè)。山頂部分應(yīng)采用機(jī)械方法開(kāi)挖，配合使用覆蓋防護(hù)方法，防止產(chǎn)生飛石，開(kāi)挖時(shí)保證巖石臨空面避開(kāi)民房。將爆破區(qū)按照安全等級(jí)進(jìn)行分區(qū)。根據(jù)爆破現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，一級(jí)爆破區(qū)距離民房一側(cè)坡面4 m，此處為高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，不能直接使用爆破法，可使用預(yù)裂法和采用機(jī)械破除配合弱爆破法，弱爆破法應(yīng)加強(qiáng)覆蓋防護(hù)，使用炮被覆蓋炮孔或炮位處。二級(jí)爆破區(qū)距離民房一側(cè)坡面4～10 m，采用中深孔爆破法，在布孔時(shí)，由現(xiàn)場(chǎng)施工人員使用皮尺丈量定位，炮孔深度為6 m，裝直徑為70 mm的乳化炸藥12 kg。三級(jí)爆破區(qū)距離民房一側(cè)坡面10～30 m，采用深孔爆破法，炮孔深度為8～9 m，裝直徑為70 mm的乳化炸藥36 kg。四級(jí)爆破區(qū)距離民房一側(cè)坡面30 m以上，采用常規(guī)深孔爆破法，炮孔深度為10～12 m，裝直徑為70 mm的乳化炸藥48～60 kg。炮孔朝向抵抗線，爆破設(shè)計(jì)要求進(jìn)行一炮一設(shè)計(jì)。

征地紅線以下部分采用深孔爆破法，預(yù)留2～3 m的保護(hù)層，爆破清運(yùn)完成后通過(guò)光面刷坡形成合格邊坡。使用光面爆破法，達(dá)到坡面平順光滑的效果，整個(gè)邊坡巖石爆破從上到下按順序分臺(tái)階循環(huán)進(jìn)行。

5 爆破效果分析

5.1 爆破飛石分析

為了減少飛石產(chǎn)生的影響，淺孔爆破時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少炸藥的使用量，用沙袋或炮被覆蓋炮孔，使爆破時(shí)不產(chǎn)生飛石。深孔爆破時(shí)，炮孔填充超過(guò)4 m時(shí)，不產(chǎn)生飛石。

5.2 爆破滾石分析

除了留有4 m的抵抗線之外，爆破的臨空面在民房的對(duì)側(cè)，落石的朝向始終避開(kāi)民房。在靠近民房一側(cè)使用弱爆破法和機(jī)械挖除法，不產(chǎn)生滾石，即使有極個(gè)別的滾石，下方有防護(hù)溝及被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)阻攔，不會(huì)對(duì)民房產(chǎn)生影響。

5.3 爆破振動(dòng)分析

鉆孔的深度與藥量掌握精準(zhǔn)，爆破振動(dòng)非常小，對(duì)民房影響極小，現(xiàn)場(chǎng)使用測(cè)振儀檢測(cè)振動(dòng)最大值在1.2 cm/s，控制在2.5 cm/s以下。

6 結(jié)語(yǔ)

在山體下方民房處進(jìn)行爆破施工，使臨空面始終避開(kāi)民房，靠近民房的一側(cè)預(yù)留4 m的抵抗線。在山坡下方設(shè)一道防護(hù)溝和一道被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，既保證了民房不受影響，又保證了施工進(jìn)度。

[1]賈朋賓，王鶴鳴.鄰近居民區(qū)石方爆破技術(shù)的探討[J].南水北調(diào)與水利科技，2007，5（Z1）：51-53，56.

[2]郭孝平.高速公路石方大爆破施工[J].西部探礦工程，2004，6（6）：98-99，101.